Vernetzte Mobilität: Passgenaue Lösungen der Wirtschaft

Logistik

Mit moderner IT-Umgebung lässt sich die Effizienz von Logistikprozessen erhöhen. Dabei ermöglicht u. a. Radio-Frequency-Identification (RFID), relevante Daten automatisiert zu erfassen und über die gesamte Lieferkette zu synchronisieren. Informationen über den aktuellen Standort der Sendungen werden in Echtzeit übermittelt. Weltweit eindeutige Identifikationssysteme für Sendungen, Ladungsträger und Produkte, gekoppelt mit RFID-Technologie und leistungsfähigen Datennetzen, ermöglichen neue Formen der Lagerhaltung, des Rampenmanagements, des Wareneingangs und der Qualitätskontrolle. Eine bessere Prozesstransparenz ermöglicht es, Störungen in der Lieferkette frühzeitig zu erkennen und ihnen entgegenzuwirken. Darüber hinaus können die gesammelten Daten genutzt werden, um vorausschauend Prozesse vom Versand bis zur finalen Auslieferung zu optimieren. Neben der Kapazitäts- und Routenplanung können dynamische Parameter wie beispielsweise die Verkehrssituation oder Wetterdaten in die Optimierung einfließen. Mittels Smartphones und Tablets lassen sich heute Barcodes von Waren oder Behältern scannen. Die Kombination von preiswerten Hand-held-Geräten wie z.B. Smartphones mit Datenspeichern in der Cloud kann eine Schlüsselrolle in der flächendeckenden Anwendung von intelligenten Transportsteuerungssystemen spielen. Vorbedingung: eine leistungsfähige Infrastruktur.

Straßenverkehr

Moderne Fahrerassistenzsysteme (FAS) machen das Fahren schon heute sicherer und bequemer. Sie helfen etwa beim Abbiegen, beim Spur halten, bei Notbremsungen, bei Nachtfahrten oder Müdigkeit. Moderne Navigationssysteme nutzen Verkehrslageinformationen in Echtzeit für angepasste Routenempfehlungen. Die Kommunikation des Fahrzeuges mit anderen Fahrzeugen, der Infrastruktur und Informationsanbietern wird weitere Sicherheits- und Komfortfunktionen ermöglichen.

So tauschen künftig Fahrzeuge mit Ampeln, dynamischen Verkehrszeichen, Verkehrszentralen und anderen Verkehrsteilnehmern Informationen aus. Fahrzeuge werden sich gegenseitig in Echtzeit vor Gefahrenquellen (Glatteis, Stauende, Hindernisse auf der Fahrbahn) warnen, so dass rechtzeitig Reaktionen des Fahrers ermöglicht werden. Optimierte Informationen über das Verkehrsaufkommen, verbunden mit Prognosen, machen es möglich, Staus besser zu umfahren. Das verkürzt Reisezeiten. Mit Empfehlungen werden Fahrerinnen und Fahrer strategisch sinnvoll durch Städte gelotst, zum Beispiel bei der Suche nach freien Parkplätzen.

Darüber hinaus wird das Fahrzeug dem Fahrer zunehmend Fahraufgaben abnehmen können. So ermöglicht etwa automatisiertes Fahren den Einsatz eines Staupiloten, der die Fahraufgabe im Stop-and-Go-Verkehr übernimmt. Vernetztes und automatisiertes Fahren kann die Effizienz, Sicherheit und Umweltverträglichkeit des Straßenverkehrs wesentlich erhöhen. Die Optimierung des Verkehrsflusses senkt die Emissionen deutlich. Dies gilt sowohl für den Individualverkehr als auch für den Güterverkehr. Ein zusätzlicher volkswirtschaftlicher Nutzen für Deutschland von 4,9 Milliarden Euro pro Jahr wird erwartet (Effizienzgewinne, geringere Umweltbelastungen). Und: Mobilität kann so noch sicherer werden. Prognosen zufolge können durch neue Technik und Vernetzung jährlich bis zu 6,5 Milliarden Euro der volkswirtschaftlichen Kosten von Straßenverkehrsunfällen vermieden werden.

Schienenverkehr

Digitale Lösungen wie Internet-Applikationen, Smartphone-Apps und Services in Echtzeit bestimmen immer stärker den Alltag von immer mehr Menschen– und mithin ihre individuelle Mobilität. Diese Entwicklung bietet auch für den Schienenverkehr enorme Chancen und Herausforderungen. Dem Kunden stehen künftig umfassende Informationen und intuitive digitale Echtzeit-Services vor, während und nach der Reise zur Verfügung. Er kann über intermodale, neutrale Mobilitätsplattformen zur Reiseplanung benötigte Informationen bequem abrufen. Mobiles Ticketing und bargeldlose Bezahlung ist schon heute an der Tagesordnung und macht für den Kunden die Buchung und Bezahlung einfacher. Im Personenfernverkehr der Deutschen Bahn wird aktuell das ICE-Bordportal erprobt, das Informationen, Services und Entertainmentangebote vereint. Gleiches gilt für die Zugbuchung von Reservierungen am Sitzplatz direkt vor Ort.

Zugleich wird im Schienenverkehr die Intelligenz der Komponenten zunehmend an Bedeutung gewinnen. Während Hersteller die Digitalisierung ihrer Produkte für die Zustandserfassung und das Störungsmanagement durch interne Diagnosetechnik nutzen, bietet das Schienensystem die Möglichkeit, Technik von außen zu beurteilen: Sensorik in Fahrzeugen macht den Zustand von Anlagen (Fahrweg, Oberleitung) transparent, Sen­sorik in Anlagen (Infrastruktur-checkpoints) ermöglicht die Erfassung und Verfolgung von Fahrzeugzuständen. Hier liegen große Potenziale, Effizienz durch zustandsabhängige Instandhaltung zu steigern. Dabei kann die Datenqualität zum Erfassungszeitraum verbessert werden. Darüber hinaus wird die Langzeiterfassung vertiefte Einblicke in belastungsabhängigen Bauteilverschleiß geben. So können Produkte gezielt optimiert werden. Dies ist der Wirtschaftlichkeit des Bahnsystems insgesamt zuträglich. Die Digitalisierung der Produktionsfaktoren in Betrieb und Instandhaltung stellt eine wichtige Voraussetzung zur Automatisierung im Bahnsektor dar. Diese wiederum leistet einen wichtigen Beitrag dazu, dass die Schiene im künftig zunehmend autonom funktionierenden Mobilitäts- und Logistiksektor wettbewerbsfähig bleibt.

Entscheidend für eine reibungslose Fahrt auf der Schiene, insbesondere über Ländergrenzen hinweg, sind vereinheitlichte technische Standards. Deshalb ist auch die Intelligenz der Betriebsführung ein zentrales Aufgabenfeld der Digitalisierung. Rund 20 verschiedene Zugsicherungssysteme gibt es in der EU. Diese technische Fragmentierung stellt ein massives Hindernis für das weitere Wachstum des Schienenverkehrs in Europa dar. Denn so müssen Lokomotiven und Züge entweder alle notwendigen Sicherungssysteme an Bord haben oder die Schienenfahrzeuge müssen an Ländergrenzen komplett ausgetauscht werden. Das einheitliche Zugbeeinflussungssystem „ERTMS kann dieses Problem zukünftig lösen.

Seeverkehr

Eine intelligente maritime Transportkette setzt eine verkehrsträgerübergreifende, harmonisierte Datenbasis entlang der Lieferkette voraus. In der Fracht- und Containerortung liegen Potenziale brach. Die technischen Möglichkeiten (wie GPS, RFID) werden nur eingeschränkt genutzt. Doch könnten durch eine rechtzeitige Information über Verzögerungen an die gesamte Lieferkette künftig Transporte besser koordiniert und unnötige Wartezeiten vermieden werden. Das wäre zugleich ein bedeutender Beitrag zum Umweltschutz. Zum Beispiel kann eine rechtzeitige Information über die Abfertigungszeit eines Schiffes sowohl Kosten als auch Emissionen reduzieren, indem das Schiff seine Fahrtgeschwindigkeit an vorhersehbare Wartezeiten anpasst und so unnötigen Treibstoffverbrauch vermeidet.

Luftverkehr

Die Europäische Kommission hat im Jahr 1999 unter dem Namen Single European Sky (SES) ein Programm für einen einheitlichen europäischen Luftraum gestartet. Ziele des Programms sind einheitliche hohe Sicherheitsstandards in Europa, mehr Luftraumkapazität für den Flugverkehr und Flugsicherungsorganisationen, die wirtschaftlicher arbeiten als in der Vergangenheit. Ein einheitlicher europäischer Luftraum würde es erlauben, die Luftfahrt-induzierten CO2-Emissionen und Flugzeiten um bis zu 12 Prozent zu senken. Ein Baustein für den SES ist das SESAR-Programm (Single European Sky ATM Research). Zu den herausragenden digitalen Entwicklungen im Rahmen von SESAR gehören die Fernüberwachung von Flughäfen (Remote Tower Operations) sowie die vier-dimensionale Flugbahn-Überwachung (Initial-4D). Das I-4D-System basiert auf computergestützten Zeitfenster-Allokationen, um den gesamten Luftverkehr in Richtung eines Flughafen-Knotenpunktes zu sequenzieren. Dabei wird die Zeit als vierte Dimension begriffen.

Auch bei dem in Entwicklung befindlichen neuen bodenseitigen Datenmanagementkonzept SWIM (System Wide Information Management) und der Datalink-Technologie (luft-bodenseitiger Datenaustausch) spielen digitale Datenübertragungsprozesse eine wesentliche Rolle. Diese Elemente tragen wesentlich zur Steigerung der Lauftraumkapazität und der Umweltfreundlichkeit bei. Ebenso beruht das neue Präzisionsanflugsystem GBAS (Ground Based Augmentation System), welches das derzeitige auf der Auswertung analoger Signale basierende ILS (Instrument Landing System) ablösen könnte, auf der Nutzung von Digitaltechnik. Mithin könnten Treibstoffverbrauch und Lärmemissionen in Zukunft gesenkt werden.

Um die luftverkehrsbetriebliche Effizienz am Boden zu verbessern und die Flughäfen an das europäische Flugverkehrsmanagement-Netzwerk anzubinden, hat die EU das Airport Collaborative Decision Making (A-CDM)-Verfahren initiiert. Eine harmonisierte Datenbasis entlang der Luftfracht-Lieferkette kann deren Effizienz erhöhen. Ziel muss eine vollständige Digitalisierung eines sicheren Informationsflusses zwischen allen Beteiligten der Transportkette sein (vom Versender bis zum Consignee). So zielt etwa das Programm „eCargo“ zurzeit auf eine nahtlose digitale Vernetzung mit allen Beteiligten der Transportkette. Bis 2020 soll der digitalisierte Prozess zum Standard werden.

An deutschen Flughäfen tragen digitale Lösungen auch dazu bei, Informationen und Komfort für Kunden zu verbessern. Neben teilautomatisierten Informationsterminals, wie z. B. in München, kommen automatisierte Bordkartenkontrollen und neuerdings vollkommen automatisierte Parksysteme zum Einsatz. Eine Automatisierung der Sicherheitskontrollen kann ebenfalls zur Steigerung des Passagierkomforts und der Effizienz beitragen.

Raumfahrt

Raumfahrttechnik ermöglicht auch Kommunikation mittels Sprache und Daten. Ein zuverlässiges Navigations- und Ortungssystem wird immer mehr zum Schlüsselelement für die Vernetzung von Verkehrsträgern. Mit Galileo entsteht zurzeit ein eigenständiges europäisches ziviles Satellitenpositionierungssystem zur weltweiten Nutzung. Als sogenanntes „Leuchtturmprojekt“ der EU bildet Galileo ein zentrales Element der Wachstumsstrategie „Europa 2020“ und des europäischen Raumfahrtengagements.